The shape selectivity of dealuminated-cation exchanged Mordenite was investigated for the isomerization reaction of 1,2,4 Trimethylbenzene. The effect of cation size on the selective formation of 1,3,5-TMB was studied over $Sr^{+2}, Ca^{+2}$, and $Mg^{+2}$ exchanged mordenite catalyst. The decrease in the formation of 1,3,5-TMB was most pronounced for $Sr^{+2}$ exchanged mordenite becoming less pronounced as the size of cation decreases.
Varying the pretreatment temperature between 350℃ - 780℃ had no effect in the product distribution. And the selective formation of 1,3,5-TMB decreased with increasing degree of $Na^+, K^+$ cation exchange but there was almost no change in the selective formation of 1,2,3-TMB. Selective formation of 1,3,5-TMB showed slight decrease.
모더나이트에 $Na^+$를 $NH_4^+$으로 교환시켜서 세공의 크기를 넓힌 다음 탈알루미늄을 시켜서 세공의 벽을 다소 무너뜨려 $Sr^{+2}, Ca^{+2}$와 $Mg^{+2}$ 등으로 유효세공 크기를 조절해서 Shape Selectivity를 보려고 했다.
$Sr^{+2}$를 교환시키니까 갑자기 1,3,5-TMB가 줄어 들었으며 $Ca^{+2}$와 $Mg^{+2}$ 순으로 감소하는 것을 보여 주고 있다.
소성온도를 동종간 주고 받기 반응과 이성질화 반응과 연관지어 관찰했는데 온도가 780℃로 올라가더라도 생성물 변화가 거의 없는 것으로 나타났다.
이것으로 보아 780℃ 까지는 Brousted 산점이 Lewis 산점으로 변하지 않는다는 것을 보여 주고 있다.
$NH_4$-Mordenite를 탈알루미늄 시켜서 $Na^+$와 $K^+$을 교환시켰더니 교환량이 많아짐에 따라 1,3,5-TMB가 줄어들었다.
$K^+$와 $Na^+$으로 이온반경이 늘어남에 따라 세공을 막고 있기 때문에 위와 같은 현상이 일어난 것이었고, 1,2,3-TMB는 별 변화를 보이지 않았다.
시간이 감에 따라 1,3,5-TMB가 줄어들고 1,2,3-TMB가 약간 감소하는 것으로 보아 coke의 생성으로 나타남을 알 수 있다.
